Устройство для контроля прямолинейности длинномерных изделий

Устройство для контроля прямолинейности длинномерных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается неразрушеющего контроля. Цель изобретения является повышение точности. Для этого испльзуют основной 2 и два дополнительных 1 и 3 электромагнита с двумя измерительными обмотками на каждом из них. Измерительные обмотки разноименных полюсов электромагнитов 1-3 подключены попарно дифференциально на входы соответствующего балансного усилителя 7-9. При строго параллельном расположении штанги 4 с электромагнитами 1-3 относительно изделия 5 и прямолинейности изделия 5 величина зазоров одонакова. В этом случае выполняется условие ΔЕ31=ΔЕ21+ΔЕ32, где ΔЕ21, *98Е32, *98Е31- разностные ЭДС, ПОЛУЧЕННЫЕ НА ВЫХОДАХ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ СООТВЕТСТВЕННО ПЕРВОГО И ВТОРОГО, ТРЕТЬЕГО И ВТОРОГО И ТРЕТЬЕГО И ПЕРВОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ. ПРИ НЕПРИМОЛИНЕЙНОСТЕ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ 5 ДАННОЕ РАВЕНСТВО НЕ СОБЛЮДАЕТСЯ, И НА ВЫХОДЕ БЛОКА 11 СРАВНЕНИЯ ПОЯВЛЯЕТСЯ СИГНАЛ РАЗБАЛАНСА, ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ ВЕЛИЧИНЕ НЕПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ КОНТРОЛИРУЕМОГО УЧАСТКА.ЭТОТ СИГНАЛ ПОСЛЕ УСИЛЕНИЯ В УСИЛИТЕЛЕ 12 ПРЕОБРАЗУЕТСЯ В ИНДИКАТОРЕ 13 В УДОБНУЮ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ФОРМУ. 4 ИЛ.

. ЯО. 1580155 А 1 (51)5 G 01 В 7/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иг.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP

1 (21) 4390480 /24-28 (22) 18. 12.87 (46) 23.07.90. Бюл. В 27 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) Ю.А.Букасев и В.С.Федоринин (53) 621.317 (088.8) (56) Справочник контролера машиностроительного завода. Под ред.

А.И.Якимова. — М.: Машиностроение, 1980, с.338 °

Авторское свидетельство СССР

Р 152448, кл. G Oi В 7/28, 1963. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРЯМОЛ НЕЙНОСТИ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение касается неразрушаю щего контроля. Целью изобретения является повышение точности, Для этого используют основной 2 и два дополнительных 1 и 3 электромагнита с двумя измерительными обмотками на каждом из иих. Измерительные обмотки разно2 именных полюсов электромагнитов 1-3 подключены попарно дифференциально на входы соответствующего балансного усилителя 7-9. При строго параллельном расположении штанги 4 с электромагнитами 1»3 относительно изделия 5 и прямолинейности изделия 5 величина зазоров одинакова. В этом случае выполняется условие 4 E31 = dE21 + ЛЕ32, где ЛЕ21, dE32, ДЕ 31 - разностные

ЭДС, полученные на выходах схемы включения соответственно первого и второ» го, третьего и второго и третьего и первого электромагнитов. При непрямолинейности поверхности изделия 5 данное равенство не соблюдается, и на выходе блока 11 сравнения появляется сигнал разбаланса, пропорциональный величине непрямолинейности контролируемого участка. Этот сигнал после усилений в усилителе 12 преобразуется в.индикаторе 13 в удобную для контроля форму. 4 ил.

1580155

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано, например, при производстве сортового проката и трубных изделий для контроля отклонений от прямолинейнос-. ти их оси.

Цель изобретения - повышение точности за счет исключения погрешности, вызванной, изменением зазора в резуль-10 тате поперечных колебаний изделий, На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для контроля непрямолинейности изделий; на фиг. 2 - графичес" кое пояснение принципа контроля прямолинейности; на фиг . 3 - экспериментальная зависимость ЭДС на выводах индикаторной катушки от:величины зазора электромагнит-изделие; на ! фиг. 4 - экспериментальная зависимость приращения сигнала от изменения зазора под электромагнитом 2 в результате непрямолинейности трубы на длине 1 м.

Устройство содержит электромагниты 25

1-3, жестко закрепленные на базирующем узле - штанге 4 вдоль изделия 5 с некоторым зазором 6 . Электромагниты 1 и 3 - дополнительные (базовые), электромагнит 2 - основной (изме30 рительный). На П-образном магнитопроводе каждого электромагнита 1-3 расположены намагничивающая обмотка, концы кбторой подключены к источнику.

6 переменного тока, и по две идентичные индикаторные обмотки (дополI нительная и основная), включенные попарно дифференциально с разноименными обмотками других электромагнитов.

Выход каждой пары индикаторных обмоток подключен соответственно на вхо40 ды балансных усилителей 7-9, в которых разностный сигнал усиливается.

Выходы усилителей 7 и 8 подключены к входам сумматора 10 .выходы, сумФ

45 матора 10 и усилителя 9 подключены к входам блока 1.1 сравнения, выход которого через оконечный усилитель .12 подключен к индикатору 13 сигналов, который может быть выполнен как стрелочным, так и цифровым и снабжен сигнальным устройством, настроенным на определенный уровень сигнала, соответствующий превышению значения контролируемого параметра.

Устройство работает следующим 55 образом.

Магнитный поток ф в магнитопроводе каждого электромагнита 1-3, а следовательно, и потокосцепление зависят от сопротивления магнитной цепи, составленной магнитопроводом, технологическим зазором 7 и изделием 5. Сопротивления магнитопровода и изделия 5 можно считать постоянными и ввиду их малости (по сравнению с сопротивлением воздушного зазора РИО мм) или можно пренебречь.

Тогда потокосцепление и наводимая

ЭДС в катушках будет функцией зазора сР(фиг. 3). При строго параллельной подвеске штанги 4 относительно изделия 5 величина зазора у дополнительных (базовых) 1 и 3 и основного (измерительного) 2 электромагнитов одинакова, если изделие между электромагнитами 1 и 3 является прямолинейным, В ином случае зазор у электромагнита 2 изменяется на величину дР. И в индикаторных обмотках основного электромагнита 2 наводится

ЭДС, отличная от .ЭДС индикаторных обмоток дополнительных магнитов 1 и 3 на величину Л Е, пропорциональную дР (фиг. 4) .

Таким образом, в идеальном случае, когда штанга 4 с электромагнитами

1-3 расположена строго параллельно изделию 5, ЭДС, наводимая в индикаторных обмотках от технологических зазоров, является постоянной величиной и на результаты контроля не влияет.

Однако на практике технологчческий зазор Х выдержать постоянным очень сложно из-за невозможности строгого базирования электромагнитов 1-3 относительно движущегося в потоке изделия

5. Поэтому непараллельность штанги 4 относительно поверхности изделия 5 всегда присутствует, что приводит к непостоянству зазоров.

Для обоснования принципа контроля непрямолинейности воспользуемся схемой на фиг. 2 и проведем графический анализ.

Пусть в некоторый момент времени электромагниты 1-3 займут относительно стенки изделия 5 положение, показанное на фиг. 2. Расстояния (зазоры l) от электромагнитов 1-3 до поверхности изделия 5 на фиг.. 2 показаны отрезками прямых соответственно tA, 2К и ЗЕ разной длины. Проведем прямые АС и KD параллельные линии подвески электромагнитов 1-3 на штанге 4. Получим три конгруэнтных пря1580155 моугольных треугольника АСЕ, АВК и

KDE. Если поверхность иэделия прямолинейна, т.е. АЕ - прямая линия, то АСЕ, АВК и KDE представляют собой прямоугольные треугольники. Тогда для них справедливо равенство

ВК + DE = СЕ. В любом другом случае (отрезок АЕ - криволинеен) это равенство не соблюдается.

В полученном равенстве отрезки ВК, DE и СЕ можно заменить разностью следующих отрезков или зазоров

ВК = 2К - 1А илн d+g, = d 2 - d, DE = ЗŠ— 2К или 4Хз

СЕ ЗЕ - 1А или 4Рр= 8 -8,=

Поскольку, как показали результаты экспериментов (фиг. 3), сигнал на выходе индикаторных обмоток пропорционален величине зазора, то полученные равенства для зазоров можно выразить через ЭДС Е:

dE = Eq- E<

BEз = Ез - Е, BE>, = E>- Е = ЛЕ, +дЕ где ДЕ - разностная ЭДС получен2

Э ная на выходе схемы вклю-. чения первого и второго электромагнитов, АЕЗ2 - разностная ЭДС, полученная на выходе схемы включения третьего и второго электромагнитов;

BF, - разностная ЭДС, получен« ная на выходе схемы включения третьего и первого электромагнитов.

При непрямолинейности поверхности изделия равенство BЕ „= дЕ, + дЕ > не соблюдается и на выходе блока 11 сравнения появляется сигнал разбалан. са, пропорциональный величине непрямолинейности контролируемого участка изделия. Этот сигнал после усиления в усилителя 12 преобразуется в инди каторе 13 в удобную для контроля форму.

Формула изобретения. Устройство для контроля прямолинейности длинномерных изделий, содержащее электромагниты с разомкну» тыми сердечниками и размещенные на каждом сердечнике возбуждающую обмотку, подключенную к источнику тока, и измерительную обмотку, базирующий

2О узел, на котором закреплены электромагниты, и блок индикации сигнала, к которому подключены измерительные обмотки электромагнитов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

25 повышения точности, оно снабжено дополнительными измерительными обмотками по числу электромагнитов, измерительные обмотки размещены на полюсах электромагнитов, блок индика30 ции сигнала выполнен в виде трех ба- лансных усилителей и последовательно соединенных сумматора, к входам которого пОдключены выходы двух балансных усилителей, блока сравнения, к второму входу которого подключен выход третьего балансного усилителя, оконечного усилителя и индикатора сигнала, а измерительные обмотки раэ» ноименных полюсов электромагнитов подключены попарно дифференциально к входам соответствующих балансных усилителей.

1580155 асмп О 02 Од ОЯ Я,кн

Фж4

Составитель И.Рекунова

Редактор Н.Лазаренко Техред И,Ходанич Корректор М.Кучерявая .Заказ 2003 Тираж 503 Подписное

5НЯЯПЯ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101